| English | 意味 |
|---|---|
| law of reflection/lɔː ɒv rɪˈflekʃn/ | 反射の法則 |
| normal/ˈnɔːml/ | 法線 |
光は鏡で正確な角度で反射する
- 懐中電灯の光を鏡に当てると、光束は反射しますが、ただのどこかに跳ね返るわけではありません。
- 入射角と同じ角度で、鏡面に対して対称的な角度で反射して進みます。
- これが反射の法則であり、すべての鏡や光沢のある表面がこれに従います。
- このルール一つを理解すれば、鏡の像の仕組みが完全に理解できます。
反射の法則
- 角度は法線（表面に垂直な線）から測ります。
- 入射角は反射角と等しくなります: $\theta_i = \theta_r$。
- 入射光線、反射光線、および法線はすべて同一平面上にあります。
- これはどの角度でも成立します — 急な角度でも緩やかな角度でも。
A ray strikes a mirror at $30^\circ$ to the normal. At what angle to the normal does it reflect, in degrees?
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
$\theta_r = \theta_i = 30^\circ$ by the law of reflection.
The law of reflection states that:
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
$\theta_i = \theta_r$, both measured from the normal.
滑らかな面と粗い面の違い
- 滑らかな表面（鏡）は光束をきれいに反射し、これを鏡面反射と呼びます。
- 粗い表面は光をあらゆる方向に散乱させ、これを拡散反射と呼びます。
- どちらも微小な点ごとに$\theta_i = \theta_r$に従っていますが、粗い表面の場合、各点での法線の向きがバラバラになるためです。
- 拡散反射があるからこそ、このページをあらゆる角度から見ることができます。
Why can you read this page from many angles?
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
The rough paper scatters light diffusely, so it reaches your eyes from any angle.
Select all true statements about reflection.
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
Reflection obeys $\theta_i = \theta_r$ from the normal, smooth = specular. Rough surfaces still obey it at each point.
常に法線から測る
- 最も一般的な間違いは、法線ではなく表面から角度を測ることです。
- 法線は垂直な直線であり、光学における角度は必ず法線から測られます。
- 鏡に「平行」に当たる光線（法線からの角度が$\theta_i \approx 90^\circ$）は、ほぼ平行に反射します。
- 法線に沿ってまっすぐ当たる光線（$\theta_i = 0$）は、そのまま逆方向に反射します。
The law of reflection
For a mirror, the angle of reflection always equals the angle of incidence - a straight line through the origin.
In optics, angles are always measured from the ____ (the perpendicular line).
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
The normal is perpendicular to the surface; all optics angles use it.
A ray at $30^\circ$ to the mirror surface is at $60^\circ$ to the normal.
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
Surface and normal are perpendicular, so the two angles add to $90^\circ$.
必ず鏡面からではなく、法線（垂線）からの角度を測定してください。表面に対して$30^\circ$の角にある光線は、法線に対して$60^\circ$の角にあります—$60^\circ$が$\theta_i = \theta_r$に代入されます。
ある光線が法線に対して$30^\circ$の角度で鏡に入射しました。この光線はどの角度で反射するか？
- 反射の法則より、法線に対して$\theta_r = \theta_i = 30^\circ$で反射します。
入射光線と反射光線の間の全角度は$60^\circ$です。
反射の法則: 入射角は反射角と等しい（$\theta_i = \theta_r$）。両方とも法線から測られます。滑らかな表面は明瞭な鏡面反射を生じ、粗い表面は散乱する拡散反射を生じます。常に法線から角度を測ってください。